高考核动力高考物理一轮复习 1.4实验一 研究匀变速直线运动课件.ppt

第4单元实验一 研究匀变速直线运动 读一读 实验目的1 练习正确使用打点计时器 2 会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度 加速度 3 会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律 并能画出小车运动的v t图象 根据图象求加速度 注意事项1 平行 纸带和细绳要和木板平行 2 两先两后 实验中应先接通电源 后让小车运动 实验完毕应先断开电源后取纸带 3 防止碰撞 在到达长木板末端前应让小车停止运动 要防止钩码落地和小车与滑轮相撞 4 减小误差 小车的加速度要适当大些 可以减小长度的测量误差 加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6 7个计数点为宜 5 纸带选取选择一条点迹清晰的纸带 舍弃点密集部分 适当选取计数点 6 准确作图在坐标纸上 纵 横轴选取合适的单位 避免所描点过密或过疏 而导致误差过大 仔细描点连线 不能连成折线 应作一条直线 让各点尽量落到这条直线上 落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧 2013 浙江卷 21 如图所示 装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮 固定在小车上 装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端 另一端系在小车上 一同学用装置甲和乙分别进行实验 经正确操作获得两条纸带 和 纸带上的a b c 均为打点计时器打出的点 1 任选一条纸带读出b c两点间距离为 2 任选一条纸带求出c e两点间的平均速度大小为 纸带 和 上c e两点间的平均速度 选填 大于 等于 或 小于 3 图中 填选项字母 a 两条纸带均为用装置甲实验所得b 两条纸带均为用装置乙实验所得c 纸带 为用装置甲实验所得 纸带 为用装置乙实验所得d 纸带 为用装置乙实验所得 纸带 为用装置甲实验所得 总结提升 刻度尺读数时应注意 1 刻度尺读数时要使刻度线紧贴被测物体 眼睛正对刻度线读数 2 毫米刻度尺的精确度为1mm 读数时要估读到最小刻度的下一位 答案 1 2 10cm或2 40cm 0 50cm 有效数字位数需正确 2 1 13m s或1 25m s 0 05m s 有效数字位数不作要求 小于 3 c 2013 广东卷 34 1 研究小车匀变速直线运动的实验装置如图 a 所示 其中斜面倾角 可调 打点计时器的工作频率为50hz 纸带上计数点的间距如图 b 所示 其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出 1 部分实验步骤如下 a 测量完毕 关闭电源 取出纸带 b 接通电源 待打点计时器工作稳定后放开小车 c 将小车停靠在打点计时器附近 小车尾部与纸带相连 d 把打点计时器固定在平板上 让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是 用字母填写 2 图 b 中标出的相邻两计数点的时间间隔t s 3 计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5 4 为了充分利用记录数据 减小误差 小车加速度大小的计算式应为a 总结提升 1 利用纸带判定物体运动的性质 1 若s1 s2 s3 基本相等 则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动 2 利用s1 s2 s3 可以计算出在相邻相等时间间隔内物体的位移差s2 s1 s3 s2 s4 s3 如果它们在实验误差允许的范围内相等 则可以判定物体做匀变速直线运动 2 计算点间的距离计数点间距离的给定有两种 相邻点间距离和各计数点到o点的距离 计算时后者要先转换为前者 如框图所示 拓展创新实验 创新设计型实验是近几年高考考查的重点 其创新点主要体现在 改变实验条件 迁移实验方法 改进实验仪器 创设实验背景等 设置的题目不脱离教材而又不拘泥于教材 充分体现开放性和探究性的特点 探究高考命题视角以本实验为背景 通过改变实验条件 实验仪器设置题目 不脱离教材而又不拘泥教材 体现开放性 探究性等特点 2013 江苏卷 11 某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度 实验装置如图所示 倾斜的球槽中放有若干个小铁球 闭合开关k 电磁铁吸住第1个小球 手动敲击弹性金属片m m与触头瞬间分开 第1个小球开始下落 m迅速恢复 电磁铁又吸住第2个小球 当第1个小球撞击m时 m与触头分开 第2个小球开始下落 这样 就可测出多个小球下落的总时间 1 在实验中 下列做法正确的有 a 电路中的电源只能选用交流电源b 实验前应将m调整到电磁铁的正下方c 用直尺测量电磁铁下端到m的竖直距离作为小球下落的高度d 手动敲击m的同时按下秒表开始计时 2 实验测得小球下落的高度h 1 980m 10个小球下落的总时间t 6 5s 可求出重力加速度g m s2 结果保留两位有效数字 3 在不增加实验器材的情况下 请提出减小实验误差的两个办法 4 某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间 t磁性才消失 因此 每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差 t 这导致实验误差 为此 他分别取高度h1和h2 测量n个小球下落的总时间t1和t2 他是否可以利用这两组数据消除 t对实验结果的影响 请推导说明 答案 1 bd 2 9 4 3 增加小球下落的高度 多次重复实验 结果取平均值 其他答案只要合理也可 4 可以消除 t对实验结果的影响 推导过程见解析 学以致用 光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器 其结构如图甲所示 a b分别是光电门的激光发射和接收装置 当有物体从a b间通过时 光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来 现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数 图中mn是水平桌面 q是长木板与桌面的接触点 1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门 与之连接的两个光电计时器没有画出 长木板顶端p点悬有一铅锤 实验时 让滑块从长木板的顶端滑下 光电门1 2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1 0 10 2s和4 0 10 3s 用精度为0 05mm的游标卡尺测量滑块的宽度d 其示数如图丙所示 1 滑块的宽度d cm 2 滑块通过光电门1时的速度v1 m s 滑块通过光电门2时的速度v2 m s 结果保留两位有效数字 3 由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值 它们实质上是通过光电门1和2时的 要使瞬时速度的测量值更接近于真实值 可将 的宽度减小一些 答案 1 1 010 2 1 02 5 3 平均速度滑块 模拟题组 1 2015 绍兴高三月考 在做 研究匀变速直线运动 的实验时 为了能够较准确地测出加速度 将你认为正确的选项前面的字母填在横线上 a 把附有滑轮的长木板放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面b 把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端 连接好电路c 再把一条细绳拴在小车上 细绳跨过滑轮 下边挂上合适的钩码 每次必须由静止释放小车d 把纸带穿过打点计时器 并把它的一端固定在小车的后面 e 把小车停在靠近打点计时器处 接通直流电源后 放开小车 让小车拖着纸带运动 打点计时器就在纸带上打下一系列的点 换上新纸带 重复三次f 从三条纸带中选择一条比较理想的纸带 舍掉开头比较密集的点 在后边便于测量的地方找一个开始点 并把每打五个点的时间作为时间单位 在选好的开始点下面记作0 往后第六个点作为计数点1 依次标出计数点2 3 4 5 6 并测算出相邻两点间的距离 解析 在实验中要尽可能地保证小车做匀变速直线运动 同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况 既要减小运动误差也要减小纸带的分析误差 其中e项中的电源应采用交流电 而不是直流电 答案 abcdfg 2 2015 临沂市高三上学期期中 如图甲所示 小车开始在水平玻璃板上匀速运动 紧接着在水平薄布面上做匀减速运动 小车刚驶上粗糙的薄布面瞬间有一碰撞过程 动能有所减少 打点计时器打出的纸带及相邻两点间的距离 单位 cm 如图乙所示 纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0 02s 则小车在水平玻璃板上匀速运动的速度是 m s 小车在薄布面上做匀减速运动的加速度大小是 m s2 初速度是 m s 答案 0 950 85 高考题组 3 2014 全国大纲卷 22 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动 在一小物块沿斜面向下运动的过程中 用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示 拍摄时频闪频率是10hz 通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1 x2 x3 x4 已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s 数据如下表所示 重力加速度大小g 9 80m s2 根据表中数据 完成下列填空 1 物块的加速度a m s2 保留3位有效数字 2 因为 可知斜面是粗糙的 答案 1 4 30 填 4 29 或 4 31 同样给分 2 物块加速度小于g 5 88m s2 或 物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度 4 2012 山东理综 某同学利用图甲所示的实验装置 探究物块在水平桌面上的运动规律 物块在重物的牵引下开始运动 重物落地后 物块再运动一段距离停在桌面上 尚未到达滑轮处 从纸带上便于测量的点开始 每5个点取1个计数点 相邻计数点间的距离如图乙所示 打点计时器电源的频率为50hz 1 通过分析纸带数据 可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速 2 计数点5对应的速度大小为 m s 计数点6对应的速度大小为 m s 保留3位有效数字 3 物块减速运动过程中加速度的大小为a m s2 若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数 g为重力加速度 则计算结果比动摩擦因数的真实值 填 偏大 或 偏小 解析 1 物体做匀变速直线运动过程中 两相邻相等时间内位移之差为定值 依题意 s 2 00cm 而12 28cm 11 01cm 1 27cm 2 00cm 说明物块在6 7之间某个时刻开始减速 2 物体做匀变速直线运动时 某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度 即 答案 1 67 或76 2 1 001 20 3 2 00偏大 新题快递 5 在暗室中用图1所示装置做 测定重力加速度 的实验 实验器材有 支架 漏斗 橡皮管 尖嘴玻璃管 螺丝夹子 接水铝盒 一根荧光刻度的米尺 频闪仪 具体实验步骤如下 在漏斗内盛满清水 旋松螺丝夹子 水滴会以一定的频率一滴滴的落下 用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮 由大到小逐渐调节频闪仪的频率 直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴 用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度 采集数据进行处